Modelagem e controle de veículos submarinos não tripulados.

• Autor(a) principal: Souza, Eric Conrado de
• Data de Publicação: 2003
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-04012024-163921/
• topic: Submersíveis não tripulados (Modelagem; Controle); Unmanned Submersibles (Modeling; Control)

No emprego de técnicas de controle aos veículos submarinos várias questões de interesse prático estão relacionadas. Nesta dissertação discute-se algumas destas questões. Para isto, um modelo do veículo nos seis graus de liberdade é adotado. O sistema atuador, dimensionado para que o sistema seja totalmente controlável, é modelado com a consideração dos efeitos eletro-mecânicos do motor elétrico e hidrodinâmicos, fruto da interação fluido-propulsor. Adicionalmente, um algoritmo para o mapeamento dos esforços de controle no sistema propulsor é discutido em detalhes. O cabo umbilical, no caso particular do veículo ser operado remotamente, também é considerado no modelo com o objetivo de reproduzir os efeitos de distúrbio presentes quando operado sob condições reais. O modelo resultante foi utilizado para avaliações de desempenho do sistema submarino controlado. O estudo realizado mostrou que apesar da incerteza com relação à dinâmica do veículo submarino, sujeita a distúrbios de naturezas diversas, um controlador linear projetado de forma desacoplada (considerando os graus de liberdade independentes) pode ser capaz de garantir estabilidade de maneira robusta e até desempenho robusto. Isto, no entanto, pode ser alcançado com a limitação das condições de operação a baixas velocidades. Os resultados obtidos mostram que, na condição de baixas velocidades e sob certas condições de distúrbios, as estratégias lineares PID permitem resultados de desempenho semelhantes aos obtidos por estratégias não lineares robustas, como o sliding mode. Estes resultados são obtidos na presença do distúrbio do cabo umbilical, da correnteza marítima e da variação paramétrica, que na condição de baixas velocidades correspondem às perturbações mais expressivas.Na região de altas velocidades, no entanto, em que as não-linearidades dos termos de velocidade ditam o comportamento dinâmico do sistema, as estratégias lineares podem não mais apresentar resultados satisfatórios.